(57)【要約】【課題】駆動モード切替時の無駄なエネルギ消費を抑制でき、かつ出力部材への動力伝達を維持しつつ駆動モードを切り替えることが可能なハイブリッド車両の駆動装置を提供する。【解決手段】第１遊星歯車機構１５のリングギアＲ１と第２遊星歯車機構１６のリングギアＲ２とが連結される係合状態及びその連結が解除される解放状態に切り替え可能なクラッチ２１と、第２遊星歯車機構１６のリングギアＲ２を回転不能に制動する制動状態及びその制動を解除する制動解除状態に切り替え可能なブレーキ２２とを備え、クラッチ２１が解放状態であり、かつブレーキ２２が制動状態である第１駆動モードと、クラッチ２１が係合状態であり、かつブレーキ２２が制動解除状態である第２駆動モードとに駆動モードを切替可能な駆動装置１０において、エンジン１１の出力軸１１ａが所定方向に回転することを禁止するワンウェイクラッチ２０を備えている。【選択図】図１
2010269692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を有し、第１回転要素が内燃機関の出力軸と連結され、第２回転要素が出力部材と連結され、第３回転要素が第１電動機と連結された第１差動機構と、
相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を有し、第１回転要素が第２電動機と連結され、第２回転要素が前記第１差動機構の第２回転要素と連結された第２差動機構と、
前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素とがこれらの回転要素間で動力伝達が可能なように連結される係合状態及びその連結が解除される解放状態に切り替え可能なクラッチ手段と、
前記第２差動機構の第３回転要素を回転不能に制動する制動状態及びその制動を解除する制動解除状態に切り替え可能なブレーキ手段と、を備え、
前記クラッチ手段が前記解放状態であり、かつ前記ブレーキ手段が前記制動状態である第１駆動モードと、前記クラッチ手段が前記係合状態であり、かつ前記ブレーキ手段が前記制動解除状態である第２駆動モードと、に駆動モードを切替可能なハイブリッド車両の駆動装置において、
前記ハイブリッド車両が前記第１電動機及び前記第２電動機の少なくともいずれか一方から出力された動力で走行しているときに前記駆動モードが前記第１駆動モード又は前記第２駆動モードの一方から他方に切り替えられる場合、前記内燃機関の前記出力軸が所定方向に回転することを禁止する回転制限手段をさらに備えているハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項２】
前記回転制限手段は、前記内燃機関の前記出力軸が前記所定方向に回転することは禁止し、前記所定方向とは反対の逆方向に回転することは許容するワンウェイクラッチである請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項３】
前記内燃機関が停止されて前記第１電動機及び前記第２電動機の少なくともいずれか一方から出力された動力で前記ハイブリッド車両が走行しているときに、前記駆動モードを前記第１駆動モードから前記第２駆動モードに切り替えつつ前記内燃機関を始動する所定の始動条件が成立した場合、まず前記ブレーキ手段を前記制動解除状態に切り替え、次に前記出力部材の回転数が所定回転数に維持されるように前記第２電動機の出力トルクを制御するとともに前記クラッチ手段を前記係合状態に切り替え、その後、前記第２電動機の出力トルクに対する反力を発生させつつ前記内燃機関の回転数が上昇するように前記第１電動機の出力トルクを制御する制御手段をさらに備えている請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項４】
前記クラッチ手段は、前記係合状態において摩擦力を利用して前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素との間の動力伝達を行うとともに、前記摩擦力を調整して前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素との間の動力伝達を行いつつこれら回転要素間に回転数差を生じさせることが可能であり、
前記制御手段は、前記第２電動機の出力トルクに対する反力を発生させつつ前記内燃機関の回転数が上昇するように前記第１電動機の出力トルクを制御する場合、前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素との間に回転数差が生じるように前記クラッチ手段の動作を制御する請求項３に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及び電動機が動力源として設けられ、それら動力源から出力された動力を複数の差動機構にて変速して駆動輪に伝達するハイブリッド車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両の駆動装置として、内燃機関及び電動機が動力源として搭載され、それら動力源から出力された動力を複数の差動機構で変速して駆動輪に伝達する駆動装置が知られている。例えば、サンギアが第１モータジェネレータと、キャリアが内燃機関と、リングギアが出力ギアとそれぞれ連結された第１遊星歯車機構と、サンギアが第２モータジェネレータと、キャリアが第１遊星歯車機構のリングギア及び出力ギアとそれぞれ連結され、リングギアがブレーキで拘束可能かつクラッチで第１遊星歯車機構のサンギアと断続可能な第２遊星歯車機構とを備えた駆動装置が知られている（特許文献１参照）。この駆動装置では、クラッチを解放するとともにブレーキで第２遊星歯車機構のリングギアを回転不能に拘束することで第２遊星歯車機構を減速機として機能させる低速モードに切り替えられる。また、ブレーキを解放するとともにクラッチで第２遊星歯車機構のリングギアと第１遊星歯車機構のサンギアとを連結することで２つの遊星歯車機構を４つの回転要素を有する１つの差動機構として機能させる高速モードに切り替えられる。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１４８１１号公報
【特許文献２】特開２００７−１１８７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の駆動装置では、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータの少なくともいずれか一方から出力された動力で車両を走行させているときに駆動モードを低速モードから高速モードに切り替える場合、駆動輪への動力伝達が一時途切れたり、車両のエネルギ効率が悪化するおそれがある。この駆動装置において駆動モードを低速モードから高速モードに切り替える場合、クラッチを係合させるために第２遊星歯車機構のリングギアと第１遊星歯車機構のサンギアの回転数を一致させる必要がある。この際、第２遊星歯車機構のリングギアの回転数を変更するためにブレーキを解放すると、各モータジェネレータの出力トルクに対する反力が発生しなくなる。そのため、各モータジェネレータの出力トルクが出力ギアに伝達されず、駆動輪への動力伝達が一時途切れるおそれがある。一方、第１遊星歯車機構のサンギアの回転数を変更する場合は、第１電動機で内燃機関の回転数を上昇させる必要がある。そのため、無駄にエネルギが消費され、車両のエネルギ効率が悪化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、駆動モード切替時の無駄なエネルギ消費を抑制でき、かつ出力部材への動力伝達を維持しつつ駆動モードを切り替えることが可能なハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を有し、第１回転要素が内燃機関の出力軸と連結され、第２回転要素が出力部材と連結され、第３回転要素が第１電動機と連結された第１差動機構と、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を有し、第１回転要素が第２電動機と連結され、第２回転要素が前記第１差動機構の第２回転要素と連結された第２差動機構と、前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素とがこれらの回転要素間で動力伝達が可能なように連結される係合状態及びその連結が解除される解放状態に切り替え可能なクラッチ手段と、前記第２差動機構の第３回転要素を回転不能に制動する制動状態及びその制動を解除する制動解除状態に切り替え可能なブレーキ手段と、を備え、前記クラッチ手段が前記解放状態であり、かつ前記ブレーキ手段が前記制動状態である第１駆動モードと、前記クラッチ手段が前記係合状態であり、かつ前記ブレーキ手段が前記制動解除状態である第２駆動モードと、に駆動モードを切替可能なハイブリッド車両の駆動装置において、前記ハイブリッド車両が前記第１電動機及び前記第２電動機の少なくともいずれか一方から出力された動力で走行しているときに前記駆動モードが前記第１駆動モード又は前記第２駆動モードの一方から他方に切り替えられる場合、前記内燃機関の前記出力軸が所定方向に回転することを禁止する回転制限手段をさらに備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の駆動装置によれば、回転制限手段にて内燃機関の出力軸が所定方向に回転することを禁止できるので、この回転制限手段にて各電動機の出力トルクに対する反力を発生させることができる。そのため、出力部材への動力伝達が途切れることを防止できる。したがって、出力部材への動力伝達を維持しつつ駆動モードを切り替えることができる。また、内燃機関を始動する必要がない場合は駆動モードを切り替える際に電動機で内燃機関の出力軸を回す必要がないため、無駄にエネルギを消費することを防止できる。
【０００８】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置の一形態において、前記回転制限手段は、前記内燃機関の前記出力軸が前記所定方向に回転することは禁止し、前記所定方向とは反対の逆方向に回転することは許容するワンウェイクラッチであってもよい（請求項２）。この場合、回転制限手段を外部から制御する必要がないため、駆動モードを切り替えるときの制御を簡素化できる。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置の一形態においては、前記内燃機関が停止されて前記第１電動機及び前記第２電動機の少なくともいずれか一方から出力された動力で前記ハイブリッド車両が走行しているときに、前記駆動モードを前記第１駆動モードから前記第２駆動モードに切り替えつつ前記内燃機関を始動する所定の始動条件が成立した場合、まず前記ブレーキ手段を前記制動解除状態に切り替え、次に前記出力部材の回転数が所定回転数に維持されるように前記第２電動機の出力トルクを制御するとともに前記クラッチ手段を前記係合状態に切り替え、その後、前記第２電動機の出力トルクに対する反力を発生させつつ前記内燃機関の回転数が上昇するように前記第１電動機の出力トルクを制御する制御手段をさらに備えていてもよい（請求項３）。この場合、第１電動機で第２電動機の出力トルクに対する反力を発生させつつ内燃機関の回転数を上昇させることができるので、出力部材に動力を出力しつつ内燃機関を始動することができる。
【００１０】
この形態において、前記クラッチ手段は、前記係合状態において摩擦力を利用して前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素との間の動力伝達を行うとともに、前記摩擦力を調整して前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素との間の動力伝達を行いつつこれら回転要素間に回転数差を生じさせることが可能であり、前記制御手段は、前記第２電動機の出力トルクに対する反力を発生させつつ前記内燃機関の回転数が上昇するように前記第１電動機の出力トルクを制御する場合、前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素との間に回転数差が生じるように前記クラッチ手段の動作を制御してもよい（請求項４）。この場合、クラッチ手段を係合状態に切り替えても第２差動機構の第３回転要素の回転数が第１差動機構の第３回転要素の回転数に急に変化することを防止できる。そのため、出力部材の回転数変動を抑制しつつ駆動モードを切り替えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上に説明したように、本発明のハイブリッド車両の駆動装置によれば、回転制限手段にて各電動機の出力トルクに対する反力を発生させることができるので、出力部材への動力伝達を維持しつつ駆動モードを切り替えることができる。また、内燃機関を始動する必要がない場合は駆動モードを切り替える際に電動機で内燃機関の出力軸を回す必要がないため、無駄にエネルギを消費することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の形態に係る駆動装置のスケルトン図。
【図２】図１の動力分割機構の駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードに切り替えたときの動力分割機構の共線図の変化の一例を示す図。
【図３】図１の動力分割機構の駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードに切り替えつつ内燃機関を始動する場合の動力分割機構の共線図を示す図。
【図４】本発明の第２の形態に係る駆動装置のスケルトン図。
【図５】図４のドグクラッチを拡大して示す図。
【図６】図４の動力分割機構の駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードに切り替えたときの動力分割機構の共線図の変化の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る駆動装置のスケルトン図を示している。この駆動装置１０は、ハイブリッド車両１に搭載されるものであり、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１１と、第１電動機としての第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１２と、第２電動機としての第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１３とを備えている。エンジン１１は、ハイブリッド車両に動力源として搭載される周知のものであるため、詳細な説明は省略する。第１ＭＧ１２は、ケース２に回転不能に固定されるステータ１２ａと、そのステータ１２ａの内周側に同軸に配置されたロータ１２ｂとを備えている。第２ＭＧ１３も同様にケース２に回転不能に固定されるステータ１３ａと、そのステータ１３ａの内周側に同軸に配置されたロータ１３ｂとを備えている。これら第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３は、それぞれ電動機及び発電機として機能する周知のものであるため、詳細な説明は省略する。
【００１４】
エンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３は、それぞれ動力分割機構１４と接続されている。動力分割機構１４は、エンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３の接続状態を切り替えてエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３から出力された動力の伝達先を切り替える。動力分割機構１４には、車両１の駆動輪３に動力を出力するための出力部材としての出力ギア４が接続されている。動力分割機構１４から駆動輪３までの動力伝達経路には、カウンタギア５及びドライブギア６が一体回転するように設けられているカウンタシャフト７と、ドライブギア６の回転が伝達されるディファレンシャル機構８と、ドライブシャフト９とが設けられている。カウンタシャフト７は、カウンタギア５が出力ギア４と噛み合うように設けられている。そのため、動力分割機構１４から出力された動力は、出力ギア４、カウンタギア５、カウンタシャフト７、ドライブギア６を介してディファレンシャル機構８に伝達される。ディファレンシャル機構８に伝達された動力は、その後ドライブシャフト９を介して駆動輪３に伝達される。
【００１５】
動力分割機構１４は、第１差動機構としての第１遊星歯車機構１５と、第２差動機構としての第２遊星歯車機構１６とを備えている。これら第１遊星歯車機構１５及び第２遊星歯車機構１６は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１遊星歯車機構１５は、外歯歯車であるサンギア（以下、第１サンギアと称することがある。）Ｓ１と、そのサンギアＳ１に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギア（以下、第１リングギアと称することがある。）Ｒ１と、これらのギアＳ１、Ｒ１に噛み合うピニオンギアＰ１を自転可能かつサンギアＳ１の周囲を公転可能に保持するキャリア（以下、第１キャリアと称することがある。）Ｃ１とを備えている。第２遊星歯車機構１６も同様に、外歯歯車であるサンギア（以下、第２サンギアと称することがある。）Ｓ２と、そのサンギアＳ２に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギア（以下、第２リングギアと称することがある。）Ｒ２と、これらのギアＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンギアＰ２を自転可能かつサンギアＳ２の周囲を公転可能に保持するキャリア（以下、第２キャリアと称することがある。）Ｃ２とを備えている。
【００１６】
第１サンギアＳ１は、ケース２に回転可能に支持された回転軸１７と一体に回転するように連結されている。この図に示したように回転軸１７の一端は、ダンパー１８を介してエンジン１１の出力軸１１ａと接続されいる。なお、ダンパー１８は、エンジン１１のトルク変動を吸収可能な周知のものであるため、詳細な説明を省略する。一方、回転軸１７の他端は、オイルポンプ１９と接続されている。回転軸１７には、ワンウェイクラッチ２０が設けられている。ワンウェイクラッチ２０は、回転軸１７が所定の正転方向に回転することは許容し、回転軸１７が正転方向とは反対の逆転方向に回転することは阻止する。なお、正転方向には、エンジン１１の運転時にエンジン１１の出力軸１１ａが回転する方向が設定される。
【００１７】
第１リングギアＲ１は、第１ＭＧ１２のロータ１２ｂと連結されている。第１キャリアＣ１及び第２キャリアＣ２は、出力ギア４と連結されている。第２サンギアＳ２は、第２ＭＧ１３のロータ１３ｂと連結されている。第２リングギアＲ２は、クラッチ手段としてのクラッチ２１を介して第１リングギアＲ１と接続されている。クラッチ２１は、第１係合部材２１ａ及び第２係合部材２１ｂを備え、不図示のアクチュエータでこれら係合部材２１ａ、２１ｂの接触及び離間を切り替える周知のものである。第１係合部材２１ａは第１リングギアＲ１に、第２係合部材２１ｂは第２リングギアＲ２にそれぞれ設けられている。そのため、係合部材２１ａ、２１ｂ同士を接触させた場合に、摩擦力を利用して第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２との間の動力伝達を行うことができる。この際、クラッチ２１は、アクチュエータにて係合部材２１ａ、２１ｂ間の摩擦力を調整し、これら係合部材２１ａ、２１ｂ間に回転数差を発生させつつこれらの間の動力伝達を行うことができる。以降、このように係合部材２１ａ、２１ｂ同士を接触させた状態を係合状態と称する。また、係合部材２１ａ、２１ｂ同士を離間させた状態を解放状態と称する。また、第２リングギアＲ２には、ブレーキ手段としてのブレーキ２２が設けられている。ブレーキ２２は、第２リングギアＲ２を回転不能に制動する制動状態、及びその制動を解除する制動解除状態に切り替え可能に設けられている。
【００１８】
このように各遊星歯車機構１５、１６の各回転要素が接続されることにより、第１の形態においては、第１サンギアＳ１が本発明の第１差動機構の第１回転要素に、第１キャリアＣ１が本発明の第１差動機構の第２回転要素に、第１リングギアＲ１が本発明の第１差動機構の第３回転要素にそれぞれ相当する。また、第２サンギアＳ２が本発明の第２差動機構の第１回転要素に、第２キャリアＣ２が本発明の第２差動機構の第２回転要素に、第２リングギアＲ２が本発明の第２差動機構の第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００１９】
この動力分割機構１４では、クラッチ２１を解放状態に切り替えるとともにブレーキ２２を制動状態に切り替えることにより、第２リングギアＲ２を回転不能に拘束し、第１リングギアＲ１のみを第１ＭＧ１２のロータ１２ｂと一体に回転させることができる。この場合、第１遊星歯車機構１５と第２遊星歯車機構１６とが別の差動機構として機能する。以降、この状態で動力分割機構１４を動作させるモード（以下、駆動モードと称することがある。）を第１駆動モードと称する。一方、クラッチ２１を係合状態に切り替えるとともにブレーキ２２を制動解除状態に切り替えた場合は、第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とを一体に回転させることができる。上述したように第１キャリアＣ１と第２キャリアＣ２とは連結されているので、この場合は第１遊星歯車機構１５及び第２遊星歯車機構１６を４つの回転要素を有する１つの差動機構として機能させることができる。以降、この状態で動力分割機構１４を動作させるモードを第２駆動モードと称する。さらに、この動力分割機構１４では、回転軸１７にワンウェイクラッチ２０を設けたので、第１サンギアＳ１が逆転方向に回転することを阻止することができる。
【００２０】
駆動装置１０の動作は、制御装置３０にて制御される。制御装置３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成され、車両１の走行状態及びエンジン１１の運転状態等に応じて駆動装置１０の動作を制御する。例えば、制御装置３０は、車両１の走行状態に応じてエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３のそれぞれの動作を制御する。より具体的には、制御装置３０は車両１の走行状態に応じてエンジン１１の運転及び停止を切り替える。また、制御装置３０は、車両１の走行状態に応じて動力分割機構１４の駆動モードを切り替える。制御装置３０には、車両１の走行状態及びエンジン１１の運転状態を検出するためのセンサとして例えばアクセル開度に対応する信号を出力するアクセル開度センサ３１、及び車両１の速度に対応する信号を出力する車速センサ３２等が接続されている。この他にも制御装置３０には各種センサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２１】
図２を参照して制御装置３０による動力分割装置１４の制御について説明する。制御装置３０は、動力分割機構１４の駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードに切り替える場合、まずブレーキ２２を制動解除状態に切り替え、次に第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２との回転速度（回転数）を合わせ、その後クラッチ２１を係合状態に切り替える。図２は、このように動力分割機構１４の駆動モードを切り替えたときの動力分割機構１４の共線図の変化の一例を示している。なお、この図は、エンジン１１が停止され、車両１が第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３にて走行しているときの共線図である。この図では、第１サンギアＳ１、第１キャリアＣ１、第１リングギアＲ１、第２サンギアＳ２、第２キャリアＣ２、及び第２リングギアＲ２をそれぞれの符号Ｓ１、Ｃ１、Ｒ１、Ｓ２、Ｃ２、及びＲ２で示した。また、図２の各共線図で示した「正転」の回転方向は、上述した回転軸１７の正転方向であり、「逆転」の回転方向は回転軸１７の逆転方向である。そして、図中の矢印は、各回転要素のトルクを示している。
【００２２】
図２の一番上の図に示したように第１駆動モードでは、ブレーキ２２が制動状態であるため、第２リングギアＲ２の回転速度（回転数）が０に固定される。また、クラッチ２１が解放状態であるため、第１リングギアＲ１は第１ＭＧ１２のロータ１２ｂにて回転速度が制御される。そして、エンジン１１が停止しているため、第１サンギアＳ１の回転速度が０になる。この状態では、第２ＭＧ１３の出力トルクに対する反力をブレーキ２２で生じさせ、第２ＭＧ１３の出力トルクを出力ギア４に伝達することができる。また、第１サンギアＳ１はワンウェイクラッチ２０によって逆転方向への回転が阻止されるので、第１ＭＧ１２の出力トルクに対する反力をワンウェイクラッチ２０で生じさせ、第１ＭＧ１２の出力トルクを出力ギア４に伝達することができる。このように第１サンギアＳ１の逆転方向への回転を阻止することにより、ワンウェイクラッチ２０が本発明の回転制限手段として機能する。また、逆転方向が本発明の所定方向に対応する。
【００２３】
駆動モードを第２駆動モードに切り替える場合、この状態からまずブレーキ２２が制動解除状態に切り替えられ、次に第２リングギアＲ２の回転速度を正転方向に増加させる。図２の上から２番目の図は、このように駆動モードを切り替えている途中の動力分割機構１４の共線図を示している。上述したように第１サンギアＳ１は、ワンウェイクラッチ２０によって逆転方向への回転が阻止される。そのため、ブレーキ２２を制動解除状態にしても、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３の出力トルクに対する反力をこのワンウェイクラッチ２０で発生させることができる。これにより、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３から出力されたトルクを出力ギア４に伝達することができる。
【００２４】
その後、図２の一番下の図に示したように第２リングギアＲ２の回転速度が第１リングギアＲ１の回転速度をほぼ同じになった時点でクラッチ２１が係合状態に切り替えられる。これにより駆動モードが第２駆動モードに切り替えられる。
【００２５】
一方、駆動モードを第２駆動モードから第１駆動モードに切り替える場合は、クラッチ２１を解放状態に切り替え、次に第２ＭＧ１３で第２リングギアＲ２の回転速度を０に調整し、その後ブレーキ２２を制動状態に切り替える。この場合も、クラッチ２１を解放状態に切り替えた後は、第１ＭＧ１２の出力トルクに対する反力をワンウェイクラッチ２０で発生させることができるので、第１ＭＧ１２のトルクを出力ギア４に伝達できる。
【００２６】
上述したように制御装置３０は、車両１の走行状態に応じてエンジン１１の停止及び運転を切り替える。そのため、車両１の走行状態によって駆動モードの切り替えとエンジン１１の始動の両方を行う必要が生じる場合がある。制御装置３０は、これら２つの制御を行うべき所定の始動条件が成立した場合、駆動モードを切り替えつつエンジン１１の始動を行う。図３は、このように駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードに切り替えつつエンジン１１を始動しているときの動力分割機構１４の共線図を示している。なお、図３において図２と共通の部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
駆動モードを切り替えつつエンジン１１を始動する場合、制御装置３０はまずブレーキ２２を制動解除状態に切り替える。次に、出力ギア４の回転速度（回転数）がそれまでと同じ所定回転数に維持されるように第２ＭＧ１３の出力トルクを制御するとともにクラッチ２１を係合状態に切り替える。この際、制御装置３０はリングギアＲ１、Ｒ２間に回転数差Ａが発生しつつこれらリングギアＲ１、Ｒ２間で動力伝達が行われるようにクラッチ２１を制御する。その後、制御装置３０は、第１ＭＧ１２の回転速度（回転数）を低下させる。図３は、このときの動力分割機構１４の共線図を示している。この場合、第２ＭＧ１３の出力トルクに対する反力を第１ＭＧ１２で発生させることができるので、出力ギア４に第２ＭＧ１３の出力トルクを伝達することができる。また、この図に示したようにリングギアＲ１、Ｒ２間に回転数差Ａを発生させることにより、第２リングギアＲ２の回転数の急な変化を防止できるので、出力ギア４の回転数変動を抑制できる。
【００２８】
その後、制御装置３０は、エンジン１１の回転数が始動に適した回転数に達した時点でエンジン１１に燃料を供給してエンジン１１を始動する。また、第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２の回転数がほぼ同じになった時点でこれらリングギアＲ１、Ｒ２が一体に回転するようにクラッチ２１を制御する。これにより、駆動モードを第２駆動モードに切り替えつつエンジン１１を始動することができる。このように駆動装置１０を制御することにより、制御装置３０が本発明の制御手段として機能する。
【００２９】
この第１の形態の駆動装置によれば、回転軸１７にワンウェイクラッチ２０を設けたので、ブレーキ２２を制動解除状態に切り替えても第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３の出力トルクに対する反力をワンウェイクラッチ２０で発生させることができる。そのため、出力ギア４への動力伝達が途切れることを防止できる。したがって、出力ギア４への動力伝達を維持しつつ動力分割機構１４の駆動モードを切り替えることができる。また、図２に示したようにエンジン１１を始動する必要がない場合は第１サンギアＳ１の回転数を上昇させることなく駆動モードを切り替えることができるので、駆動モードの切替時に無駄にエネルギが消費されることを抑制できる。
【００３０】
また、この第１の形態の駆動装置によれば、駆動モードを切り替えつつエンジン１１を始動する場合は、クラッチ２１を係合状態に切り替えて第２ＭＧ１３の出力トルクに対する反力を第１ＭＧ１２で発生させつつエンジン１１の回転数を上昇させる。そのため、出力ギア４への動力伝達を維持しつつエンジン１１の始動を行うことができる。また、この際には第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２との間に回転数差Ａが生じるようにクラッチ２１を滑らすので、出力ギア４の回転数変動を抑制できる。
【００３１】
さらに、この第１の形態の駆動装置によれば、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３の両方の駆動力によって車両１を走行させることができる。この場合、いずれか一方のＭＧ、具体的には第２ＭＧ１３のみを車両の走行に用いる駆動装置よりも第２ＭＧ１３の最大トルクを低下させることができる。そのため、第２ＭＧ１３を小型化することができる。
【００３２】
（第２の形態）
次に図４〜図６を参照して本発明の第２の形態に係る駆動装置について説明する。図４は、第２の形態の駆動装置１０のスケルトン図を示している。なお、図４において図１と共通の部分については同一の符号を付して説明を省略する。この図に示したように第２の形態の駆動装置１０では、一方の側（図４の右側）からエンジン１１、第２ＭＧ１３、第２遊星歯車機構１６、第１遊星歯車機構１５、第１ＭＧ１２の順でこれらが並ぶように設けられている。また、この駆動装置１０では、第１遊星歯車機構１５が２つのピニオンギアＰ１１、Ｐ１２を有するダブルピニオン型の遊星歯車機構である。この駆動装置１０では、エンジン１１の出力軸１１ａは第１キャリアＣ１と連結されている。また、第１ＭＧ１２のロータ１２ｂは、第１サンギアＳ１と、第２ＭＧ１３のロータ１３ｂは、第２サンギアＳ２とそれぞれ連結されている。そして、出力ギア４は、第１リングギアＲ１及び第２キャリアＣ２と連結されている。
【００３３】
このように各遊星歯車機構１５、１６の各回転要素が接続されることにより、第２の形態では、第１キャリアＣ１が本発明の第１差動機構の第１回転要素に、第１リングギアＲ１が本発明の第１差動機構の第２回転要素に、第１サンギアＳ１が本発明の第１差動機構の第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００３４】
この図に示したように第２の形態の駆動装置１０は、ドグクラッチ４０を備えている。図５は、ドグクラッチ４０の部分を拡大して示している。ドグクラッチ４０は、第２リングギアＲ２と一体に回転する係合ハブ４１と、ケース２に回転不能に固定されるブレーキハブ４２と、第１サンギアＳ１及び第１ＭＧ１２のロータ１２ｂと一体に回転するクラッチハブ４３とを備えている。この図に示したようにブレーキハブ４２は係合ハブ４１の一方の側に、クラッチハブ４３は係合ハブ４１の他方の側にそれぞれ配置されている。
【００３５】
これらのハブ４１、４２、４３の外周面にはスプライン歯がそれぞれ形成されており、これらのスプライン歯にはスリーブ４４が図５の左右方向に移動可能なように噛み合わされている。スリーブ４４は、係合ハブ４１のみと噛み合うことが可能な長さであるとともに、図５の右側に移動したときには係合ハブ４１及びブレーキハブ４２とそれぞれ噛み合い、図５の左側に移動したときには係合ハブ４１及びクラッチハブ４３とそれぞれ噛み合うように設けられている。そのため、このスリーブ４４を図５の右側に移動させることにより、第２リングギアＲ２に回転不能に制動できる。この場合、ドグクラッチ４０が本発明のブレーキ手段として機能する。一方、スリーブ４４を図５の左側に移動させることにより、第２リングギアＲ２と第１サンギアＳ１とを一体に回転させることができる。この場合、ドグクラッチ４０が本発明のクラッチ手段として機能する。以降、スリーブ４４が係合ハブ４１のみと噛み合っている状態を解放状態と称することがある。また、スリーブ４４が係合ハブ４１及びブレーキハブ４２とそれぞれ噛み合っている状態をブレーキ状態と称し、スリーブ４４が係合ハブ４１及びクラッチハブ４３とそれぞれ噛み合っている状態をクラッチ状態と称することがある。図４に示したようにドグクラッチ４０の動作は、制御装置３０にて制御される。
【００３６】
この駆動装置１０では、ドグクラッチ４０をブレーキ状態に切り替えた場合に、動力分割機構１４の駆動モードが第１駆動モードになる。一方、ドグクラッチ４０をクラッチ状態に切り替えた場合に、動力分割機構１４の駆動モードが第２駆動モードになる。図６は、第１の形態の図２に対応し、動力分割機構１４の駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードに切り替えたときの動力分割機構１４の共線図の変化の一例を示している。なお、図６において図２と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。図６に示したように、この形態では図２の第１リングギアＲ１の位置に第１サンギアＳ１が、第１キャリアＣ１の位置に第１リングギアＲ１が、第１サンギアＳ１の位置に第１キャリアＣ１がそれぞれ配置される。それ以外は、図２と同じである。
【００３７】
この図に示したように第２の形態では、駆動モードを第２駆動モードに切り替える場合、まずドグクラッチ４０がブレーキ状態から解放状態に切り替えられ、次に第２ＭＧ１３によって第２リングギアＲ２の回転数が第１リングギアＲ１と同じになるように調整される。そして、その後ドグクラッチ４０が解放状態からブレーキ状態に切り替えられる。この形態でも回転軸１７にワンウェイクラッチ２０が設けられているので、図６の上から２番目の図に示したように第１サンギアＳ１が逆転方向に回転することが防止される。そのため、ドグクラッチ４０を解放状態にしても、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３の出力トルクに対する反力をワンウェイクラッチ２０で発生させることができる。したがって、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３から出力されたトルクを出力ギア４に伝達することができる。
【００３８】
このように第２の形態の駆動装置１０においても、ワンウェイクラッチ２０で第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３の出力トルクに対する反力を発生させることができるので、出力ギア４への動力伝達を維持しつつ動力分割機構１４の駆動モードを切り替えることができる。また、図６に示したようにエンジン１１と連結されている第１キャリアＣ１の回転数を上昇させることなく駆動モードを切り替えることができるので、駆動モードの切替時に無駄にエネルギが消費されることを抑制できる。さらに、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３の両方の駆動力によって車両１を走行させることができるので、第２ＭＧ１３を小型化することができる。
【００３９】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の駆動装置では、第１遊星歯車機構がシングルピニオン型で、第２遊星歯車機構がダブルピニオン型でもよいし、第１遊星歯車機構及び第２遊星歯車機構の両方がダブルピニオン型でもよい。また、差動機構は遊星歯車機構に限定されず、例えばピニオンギアの代わりにローラが設けられた遊星ローラ機構が差動機構として設けられてもよい。
【００４０】
本発明の駆動装置では、ワンウェイクラッチの代わりに回転軸にブレーキを設け、駆動モードの切替時にこのブレーキで回転軸を回転不能に拘束してもよい。この場合も、このブレーキで第１ＭＧ及び第２ＭＧの出力トルクに対する反力を発生させることができるので、出力ギアへの動力伝達を維持しつつ駆動モードを切り替えることができる。なお、この場合は回転軸に設けたブレーキが本発明の回転制限手段に対応する。
【符号の説明】
【００４１】
１  ハイブリッド車両
４  出力ギア（出力部材）
１０  駆動装置
１１  内燃機関
１１ａ  出力軸
１２  第１モータジェネレータ（第１電動機）
１３  第２モータジェネレータ（第２電動機）
１５  第１遊星歯車機構（第１差動機構）
１６  第２遊星歯車機構（第２差動機構）
２０  ワンウェイクラッチ（回転制限手段）
２１  クラッチ（クラッチ手段）
２２  ブレーキ（ブレーキ手段）
３０  制御装置（制御手段）
４０  ドグクラッチ（ブレーキ手段、クラッチ手段）
Ｓ１  サンギア（第１差動機構の第１回転要素、第１差動機構の第３回転要素）
Ｃ１  キャリア（第１差動機構の第２回転要素、第１差動機構の第１回転要素）
Ｒ１  リングギア（第１差動機構の第３回転要素、第１差動機構の第２回転要素）
Ｓ２  サンギア（第２差動機構の第１回転要素）
Ｃ２  キャリア（第２差動機構の第２回転要素）
Ｒ２  リングギア（第２差動機構の第３回転要素）
【図１】
2010269692.tif 000003
【図２】
2010269692.tif 000004
【図３】
2010269692.tif 000005
【図４】
2010269692.tif 000006
【図５】
2010269692.tif 000007
【図６】
2010269692.tif 000008